親子におすすめの新型プラネタリウムとは?

今日学校でボルタ電池の実験をしたのですが、疑問に思ったことがあるので教えて欲しいです!
過酸化水素水を入れたり、銅板を焼くとなぜ放電時間が長くなるのでしょうか?

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A 回答 (3件)

ボルタの電池は


Zn|NaCl|Cu
大阪教育大学 付属天王寺高校 岡博昭先生のページを見て下さい。
http://www.tennoji-h.oku.ed.jp/tennoji/oka/2005/ …
亜鉛が溶け出しますが、銅板上に水素が発生するために水素イオンと水素分子の間で「平衡反応」が起こり、直ぐに発電能力が無くなります。
1。銅板を焼く→銅板上に酸化銅が出来これが水素と反応するために水素ガスが出にくくなって、酸化銅が無くなるまで電気が起きる。
2。過酸化水素を入れる→同じく過酸化水素が水素を酸化して水にするため水素ガスが出にくくなる。
いずれも、水素イオン(正しくはH3O+ヒドロニウムイオン)が水素原子となり集まって水素分子になるのを防ぎます。
特に水素原子が銅板上で出来るためこの水素は非常に反応しやすく容易に酸化銅や過酸化水素と反応してくれます。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます!自分で考えたんですがあってるか不安だったので質問させてもらいました!HPも参考になりました。

お礼日時:2005/11/13 20:22

ちょっと昔までは#1さんの通りに理解されていましたが、現在では異なった解釈をします。



ボルタの電池はそもそもが亜鉛と水素の電池です。
亜鉛の与える電位と水素の与える電位にあまり差が無く、それほど高い電圧を示しません。
ところで、ボルタの電池で正極に使用する銅は表面がわずかながら錆びています。
ボルタの電池を作って、放電のはじめは、正極では表面の酸化銅が単体の銅に戻るという反応が起こります。ボルタの電池の放電開始時だけは、亜鉛と銅の電極になっているのです。
亜鉛の与える電位と銅の与える電位の差は、亜鉛と水素のそれよりも大きいものです。しかし、酸化銅が反応しきってすべて単体の銅に戻ってしまうと最初に述べた亜鉛と水素の電池となってしまうため、起電力が墜ちるという仕組みです。

銅板を焼くのは表面の酸化銅の量を増やすためです。酸化銅の量が増えれば、無くなってしまうまでに時間がかかるようになるため、放電時間が長くなります。

過酸化水素水を入れるのは、正極で過酸化水素を反応させるためです。このとき電池はあえんと過酸化水素の電池となっているため、加えた過酸化水素が消費され尽くすまでは水素が発生することはありません。

発生する水素を酸化しているわけではなかったため、現在では以上のような解釈を行います。
また、ボルタの電池は結構複雑な系であるため、高校化学・理科の課程からは削除されております。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます!詳しく書いてくださってどうもです♪僕の教科書には載ってましたけど、課程から削除されちゃったんですか!知らなかったです。

お礼日時:2005/11/13 20:26

そういう事実があるとすると、分極を防ぐ効果がある、ということなのでしょう。


詳しくは「分極」で調べてください。
大学水準の内容で書かれているサイトなら分かります。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます!調べてみます!

お礼日時:2005/11/13 20:22

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Aベストアンサー

>冷えた酸化銅でも、正極で生じる水素と反応するのでしょうか?
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ちなみに、これを子供相手に教える場合、どう説明するのがBESTですかね・・・。

Aベストアンサー

子供の夏休みの研究としてくだもの電池を扱ったことがあります。

電圧計で測ったりしたのですが、ちょっと意外な結果(考えればあたりまえですが)になりました。やはり、レモンは必ずしも良くないという結果です。

そもそも、この電池はアルミ板が溶け出すことによって電流が流れるもので、果物は単に酸として電気を通す(酸がアルミから銅の方へ動いていく)ためだけに働いています。なんか、くだもの電池って名前は人目を引くためだけにあるような感じです。

電流が多くなるためには、まず抵抗を減らすことが大事です。すっぱいものは酸が強めなので電気を通しやすいですが、実験をしていてレモンには大きな問題があることに気づきました。

そう、レモンのつぶですね。小さな薄い袋の中にそれぞれすっぱい汁が入っているので、どうやらその袋が抵抗になるようです。直接金属板を刺さずにレモン汁の入ったコップに金属板を入れる方が高い電圧になりました。アルミと銅の板の間に電気を流す(この場合は酸が流れるのですが)のを妨げるものがないことが大事なわけです。金属板の距離も短い方が良いです。

最後ですが、本当はアルミ板よりも亜鉛板の方が良いのです。亜鉛と銅ならボルタの電池ですね。
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